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数学 高校生

この、右のページでやっていることが、なぜ成り立つかわかりません

370 340 第9章 整数の性質 不定方程式 y 次のような方程式を考えてみます. -2231x+409y=1 2231x+409y=1 ...... (*) これを満たす実数x、yの組は無数に存在しま す.実際,この式を 1 409 この直線上すべての 点(x,y) が解となる 1 2231 1 y=-- x+· 2231 409 409 -x と変形すると,これはry 平面上の直線となるの で,この直線上のすべての点(x,y) がこの方程式の解となるわけです. 一般に,文字の数が等号の数より多い方程式は解を定めることができません。 このような方程式のことを不定方程式と呼びます.特に,(*)のようにxy の一次式で表されるような不定方程式を一次不定方程式と呼びます. さて,ここで考えたいのは次のことです. 不定方程式 2231x+409y=1 ......(*) は りがともに整数であるような解(整数解)を持つだろうか? これは意外に難しい問題です。 実数の範囲では無数に解を持ったとしても 整数の範囲では解を持つかどうかすらアヤシイのです. 結論から先に言えば (*)の整数解は存在する のです.では,それをどうやって示せばいいのでしょう. 妖怪が存在すること を示す最もストレートな方法は,妖怪を捕まえて連れてくることです. それと 同じで,整数解の存在を示す一番の方法は、 具体的に整数解を作ってみせるこ とです.ここで役立つのが,先ほど扱ったユークリッドの互除法なのです. (*)のxyの係数 2231 と 409 に注目し, これをユークリッドの互除法の 要領で「割り算」 していきましょう. すると, 3段階目で余りに1が現れます. 2231=409×5+186 ......① 409=186×2+37 186=37×5+1 1が現れた! ...... 2 余りに1が現れたということは, 2つの数の最大公約数は 1 つまり2数は 互いに素であるということです. これはとても重要なポイントなので、頭に入 ておいてください 341 ことは,これらの式を逆にたどるよ にして1を元の2数を用いて表す」 ことです。 具体的には,次のような作 になります。 ⑦→ ④→ ← 1=186-37 × 5 ③ より =409×(-5)+186 × 11 186-409-186×2)×5②より37=409-186×2 =409×(-5)+(2231-409×5)×11-0) =2231×11+409 × (-60) - 186-231-409×5 まず、③により1が 「186と37」 を用いて表され(ア), そこに②を使うと 「409 と 186」 を用いて表され(イ), さらに①を使うと1が 「2231409 」 を用いて表されます(ウ) ウの式は,まさに(*)の整数解 (の1つ)が であることを教えてくれます。 x=11,y=-60 さて、先ほど注意したように,このようなことができたのは, そもそも の係数 2231 409 の最大公約数が 1 つまり互いに素であったからです。 つまり、一般に次のことが成り立つことがわかるのです. 不定方程式の整数解 bが互いに素な整数であるとき 1次不定方程式 ax+by=1 は整数解を持つ ユークリッドの互除法を用いれば, 一次不定方程式の整数解を具体的に作り 出すことができます.ただし,このやり方で見つかる整数解は、あくまで不定 方程式の整数解 「の1つ」であり,それがすべての解であるわけでも、あるい は最もシンプルな解であるわけでもないことには注意してください。 当然次なる興味は,1次不定方程式の「すべての整数解」を求めることは きないかということになります.この「すべての整数解」のことを次 定方程式の一般解といいます。その求め方は後ほど詳しく説明しますが、実 「すべての」 整数解を求めるためには, 少なくとも「1つの」 整数解を自 求めなければなりません.そこで,まずは先ほどの作業で「1つの」整数 求める練習をしっかりとしておきましょう。

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数学 高校生

(1)の問題です。分からなくて解答見ました。 互除法を使って計算するところまでは理解したのですが、よってのあとからがわかりません。 解説お願いします🙇

本 例題 126 1次不定方程式の整数解 (1) 次の等式を満たす整数x、yの組を1つ求めよ。 (1) 11x+19y=1 465 ①①①① (2) 11x+19y=5 p. 463 基本事項 1.2 CHART & SOLUTION 1次不定方程式の整数解 ユークリッドの互除法の利用 (1)1119は互いに素である。 まず, 等式 1x +19y=1のxの係数 11 とyの係数 19 に 互除法の計算を行う。 その際, 11-19 であるから, 11を割る数, 19 を割られる数として 割り算の等式を作る。 a=11, 6=19 とおいて,別のように求めてもよい。 (2)xの係数とyの係数が (1) の等式と等しいから, (1) を利用できる。 (1)の等式の両辺を 5 倍すると 11(5x) +19(5y)=5 よって、 (1) で求めた解を x=p, y=q とすると, x=5p, y=5g が (2)の解になる。 解 (1) 19=11.1 +8 移すると 8=19-11・1 11=8・1+3 移すると 3=11-8・1 8=3・2+2 移すると 2=8-3-2 3=2・1+1 移すると よって 1=3-2-1 1-3-2-1-3-(8-3.2) 1 =8⋅(-1)+3.3=8⋅(-1)+(11-8.1).3 =11・3+8・(-4)=11・3+ (19-11・1・(-4) =11・7+19・(-4) 11・7+19・(-4)=1 なわち ① えに, 求める整数x、yの組の1つは x=7, y=-4 2 ①の両辺に5を掛けると 11(7・5)+19・{(-4)・5}=5 すなわち 11・35+19・(-20)=5 解 (1) α=11,6=19 とする。 8=19-11・1=b-a 3=11-81 =a-(b-a)-1=2a-b 2=8-3-2 =(b-a)-(2a-b).2 =-5a+3b 1=3-2.1 =(2a-b)-(-5a+3b)・1 =7a-4b すなわち 11・7+19・(-4)=1 よって, 求める整数x, yの 組の1つは x=7, y=-4 よって, 求める整数x, yの組の1つは x=35, y=-20 ■注意 (2) の整数解にはx=-3, y=2 という簡単なものも ある。 このような解が最初に発見できるなら,それを 答としてもよい。 RACTICE 126° 次の等式を満たす整数x, yの組を1つ求めよ。 (1) 19. +26y=1 (2) 19x+26y=-2 慎重に

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数学 高校生

どうしてこれ右の皿に1個のせることは左の皿に−1個のせることになるのですか? 最初に左の皿に3g,8gの分銅をのせることにしてるのに、なぜ答えでは右の皿に3g、左の皿に8gってなってるのですか? 教えてください。お願いいたします。

教 練習 32 教 p.157 天秤ばかりを用いて, ある物体X の質量が10gであることを確か 止めたい。 使える分銅が3g, 8gの2種類のみであるとき, 使う分 銅の個数が最も少なくなるような分銅ののせ方を求めよ。 ただし, 天秤ばかりの右の皿に物体Xをのせるとする。 指針 1次不定方程式の利用 右の皿に物体X をのせ、左の皿に3gの分銅をx個 8gの分銅をy個のせたら天秤がつり合うとする。 ただし, 右の皿に1個の せることは,左の皿に分銅を (-1) 個のせると考える。 解答 右の皿に物体X をのせ、左の皿に3gの分銅をx個, 8gの分銅をy個のセ たら天秤がつり合うとする。 ただし, 右の皿に1個のせることは,左の皿に 分銅を (1) 個のせると考える。 このとき 3x+8y=10 ① x=-2, y=2は,①の整数解の1つである。 よって ①-② から すなわち 3・(-2)+8・2=10 3(x+2)+8(y-2)=0 3(x+2)=-8(y-2) ② ③ 3と8は互いに素であるから, x+2は8の倍数である。 よって, kを整数として, x+2=8k と表される。 これを③に代入して y-2=-3k したがって, ① のすべての整数解は x=8k-2,y=-3k+2 (k は整数) 使う分銅の個数は|x|+|y|であり,これが最も少なくなるようなんは k=0 よって x=-2,y=2 したがって, 右の皿に3gの分銅を2個, 左の皿に8gの分銅を2個のせる。

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数学 高校生

(1)のなみ線引いたところが分かりません! 1+9をどうやって出すのでしょうか?誰か教えてくださると嬉しいです、宜しくお願い致します🙇

と (1) 103 | 次の1次不定方程式の解を1つ見つけよ。 143x+43y=1 るようにぃの値を定めよ。 (2) nを20以下の自然数とする。 5n+29とn+3の最大公約数が7とな ポイント (1) 特殊解を見つけよという問題です。 143と43は最大公約数が1 (互いに素) なので、割り算を次々と実行していくと、 必ず1が出てきます。 これから式 す。 変形すると,特殊解が見つかります。 (2)a=bg+rのr の部分が定数になるように式変形して, 互除法の原理を使いま 解答 (1)割り算を実行すると 143 = 43.3 + 14 ・・・ ← 143÷43 商3. 余り14 43 = 14.3 + 1) ←43÷14商3,余り1 これより, 1=43-14・3②を1について解いた =43-3 (143-433) ①を14=143-43・3と変形し代入 = (-3)・143 +(1 + 9) 43143と43注目し整理 = (-3)143 + 10・43 よって, 143x + 43y=1の解のひとつは (x,y) = (-3, 10) (2)5 + 29 = (n + 3)5 + 14 ← a=bg+rのrが定数となるように変形 +3と14の大小は気にしなくてよい) g(5n + 29, n + 3) = g (n + 3,14) よって, g(5n + 29, n+3)=7であるためには,n+3 が7の倍数か つ奇数であればよい。よって, 1≦x≦20より n+3=7,21 .. n=4, 18 n+3が7の倍数かつ偶数 のときは,g (n+3,14)=14 で不適となることに注意!! パターン103 ユークリッドの互除法 21

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数学 高校生

285の問題で、赤線を引いた場所について。 kの係数に-がつく時とつかない時の場合分けがよく分かりません。 方程式ax+by=cの整数解の1つをx=p,y=qとすると、すべての整数解はx=bk+p,y=-ak+q となっています。 なので、例えば(1)ならyの方が-5k... 続きを読む

・数学A よって, 7a-176=1より 90.7-37.17=1 両辺に4を掛けると 90(4.7)-37· (417)==4 すなわち 90・28-37.68=4 よって、 求める整数x, yの組の1つは 285 (1) x=28, y=68 5x+7y=1 ① x=3,y=-2は、①の整数解の1つである。 よって 5.3+7(-2)=1 ①-② から 5(x-3)+7(y+2)=0 ② 5と7は互いに素であるから, ③ のすべての整 数解は x-3=7ky+2=-5k (kは整数) したがって, ① のすべての整数解は x=7k+3,y=-5k-2 (kは整数) [参考] x=p, y=gを1つの整数解に選ぶとき、 x=7k+p,y=-5k+g (kは整数) がすべての整数解となる。 (2) 7x-2y=1 したがって, ① x=8k+3, 参考 1 19と8に 19=8.2+3 8=3.2+2 3=2・1+1 よって 1= = = したがって, 1 x=3,y=7で 参考 219, 計算から 3=19-8.2よ 2=8-3・2よ 13-2.1 よ ① よって, 3a- x=1,y=3は、①の整数解の1つである。 7.1-2・3=1 よって ①② から 7(x-1)-2(y-3)=0 7と2は互いに素であるから, ③のすべての整 数解は x-1=2k, y-37k (kは整数) したがって、 ① のすべての整数解は x=2k+1,y=7k+3 (kは整数) [参考] x=p,y=gを1つの整数解に選ぶとき, x=2k+p, y=7k+g (kは整数) したがって, x=3,y=7 286 (1) 19 x=4, y=- つである。 よって 両辺に がすべての整数解となる。 (3) 13x+5y=1 ① ② から ① x=2, y=-5は、 ① の整数解の1つである。 よって 13.2+5.(-5)=1 ①-② から 13(x-2)+5(y+5)= 0 13と5は互いに素であるから, ③ のすべての整 数は 30 と 17 は 整数解は x-8= したがって x=17 [参考] 130 と

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数学 高校生

この問題の解説右の、補足説明みたいなところ にある、 11 - Y は2の倍数であるから Y は奇数。 と書いてあると思うのですが、 Y が 奇数になる理由がよく分かりません。教えていただきたいです。

基本 例題 129 1次不定方程式の自然数解 00000 等式 2x+3y=33 を満たす自然数x、yの組は ある それらのうち が2桁で最小である組は (x,y)=()である。 [福岡工大) 基本127 重要 130 CHART & SOLUTION 方程式の自然数解 不等式で範囲を絞り込む 「xyが自然数」すなわちx1,y21(あるいはx>0,y>0)という条件を利用して、最 初からxの値の範囲を絞り込むとよい。 基本例題 127 と同様にして方程式 2x+3y=33 の整数解を求めた後で,x,yが自然 数になるように絞り込んでもよい。 解答 このことわり 4章 2x+3y=33 から 2x=33-3y すなわち x=3(11-y) ① 忘れない 15 2と3は互いに素であるから,xは3の倍数である。 ① において, y≧1 であるから ② 11-y≤10 よって 2x ≤3-10-30 更に, x≧1 であるから 11-vは2の倍数である から、又は奇数この条 件から絞り込んでもよ い。 1≦x 15 ③ ② ③から x=3,6,9,12,15 それぞれのxに対して, ゆえに、等式を満たす自然数x, yの組は 75組 yは自然数になる。 それらのうちxが2桁で最小である組は (x,y)=(123) ユークリッドの互除法と1

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